変圧器油は電力変圧器の重要な成分であり、そのグレードは、これらの重要な電気機器の性能と信頼性を決定する上で重要な役割を果たします。変圧器油のグレードは、さまざまな変圧器アプリケーションの特定の要件を満たすように慎重に調整された一連の特性と特性に基づいて定義されます。

グレード分類の基礎

1. 絶縁耐力

絶縁耐力は、変圧器の油種を分類する際の主要な要素の1つです。これは、オイルが電気を分解して伝導することなく電気的ストレスに耐える能力を測定します。高グレードのトランスオイルは、通常、絶縁耐力が高くなります。例えば、鉱物ベースの変圧器油では、新しい高品質の油の絶縁耐力の一般的な基準は約60〜70kV/mmです。この高い絶縁耐力は、トランス内の効果的な電気絶縁を確保し、巻線と他の導電性部品との間の電気アークを防ぐために不可欠です。

2. 粘着性

粘度は、オイルの流動抵抗を指し、グレードを決定するためのもう1つの重要なパラメータです。変圧器油は、さまざまな動作温度で適切な粘度を持つ必要があります。通常の動作温度では、変圧器内のホットスポットから冷却システムに熱を効率的に伝達するために、簡単に流れる必要があります。ただし、低温では、循環を妨げる可能性があるため、粘性が高すぎないようにする必要があります。さまざまなグレードの変圧器油が、特定の粘度-温度特性を持つように配合されています。たとえば、一部のグレードは、低温でも比較的低い粘度を維持するように設計されているため、過酷な気候で動作する変圧器に適しています。

3.熱安定性

変圧器は運転中に熱を発生するため、変圧器油の熱安定性は非常に重要です。高グレードのオイルは、熱劣化に対してより耐性があります。それらは、酸化や破壊などの特性に大きな変化を与えることなく、長期間の高温に耐えることができます。熱安定性は、多くの場合、オイルを特定の期間高温条件にさらし、その物理的および化学的特性を分析することによってテストされます。熱安定性に優れたオイルは、耐用年数が長く、さまざまな負荷や温度条件下で性能を維持する可能性が高くなります。

4. 湿気および汚染物の許容性

変圧器油が湿気や汚染物質に耐える能力も、そのグレードに影響します。オイル中の水分は、その絶縁耐力を大幅に低下させる可能性がありますが、粒子や酸などの汚染物質は腐食やその他の問題を引き起こす可能性があります。ハイグレードな変圧器オイルは、湿気の侵入に対してより耐性があり、性能の大幅な低下なしに少量の汚染物質によりよく耐えることができるように配合されています。彼らはまた、より優れたセルフクリーニング特性を持っているか、汚染物質を吸収して保持する可能性が低いかもしれません。

一般的な変圧器油種

1.鉱油グレード

鉱油は、最も広く使用されている変圧器油の種類の1つです。さまざまなグレードがあります。例えば、アメリカでは、ASTM(American Society for Testing and Materials)が鉱物ベースのトランスオイルの規格を定めています。ASTM D3487は、汎用鉱物絶縁油を対象としています。これらのオイルは、住宅地や商業地域の配電用変圧器など、幅広い変圧器用途に適しています。それらは比較的低コストで優れた電気絶縁性と熱伝達特性を提供します。ただし、環境への配慮と耐火性の点で、他の種類のオイルと比較して、それらの性能は制限される場合があります。

2.合成エステルオイルグレード

合成エステル油は、その優れた性能特性で知られており、さまざまなグレードもあります。これらのグレードは、多くの場合、特定の高性能要件を満たすように設計されています。例えば、一部の合成エステル油グレードは非常に高い絶縁耐力を有しており、送電網の高電圧変圧器に適しています。また、通常、鉱物油と比較して熱安定性と耐火性が優れています。また、合成エステル油は生分解性であるため、環境負荷の面でもメリットがあります。グレードが異なれば、粘度 - 温度挙動や耐酸化性などの特定の特性を最適化するために、化学組成が異なる場合があります。

3.天然エステルオイルグレード

植物油などの再生可能な資源に由来する天然エステル油にも、独自のグレード分類があります。これらのオイルは、環境上の利点により人気が高まっています。天然エステル油グレードは、優れた電気絶縁性と放熱能力を提供するように配合されています。それらは、特定のグレードに応じて、酸化および湿気に対する耐性のレベルが異なる場合があります。一部の天然エステル油グレードは、特定の産業用途や敏感な生態系の近くの地域など、火災安全性と環境の持続可能性が最優先事項である変圧器で使用するように設計されています。

適切なグレードの選択

変圧器のオイルグレードの選択は、いくつかの要因によって異なります。変圧器の電圧レベルは重要な考慮事項です。高電圧変圧器は、信頼性の高い動作を確保するために、高い絶縁耐力と優れた熱安定性を備えたオイルを必要とします。また、温度範囲や湿度などの動作環境も関係します。寒冷地では、低温耐性粘度グレードのオイルが好まれます。さらに、費用対効果、環境への影響、およびメンテナンス要件を考慮する必要があります。たとえば、合成エステル油は一部の側面で優れた性能を提供する場合がありますが、一般的に鉱物油よりも高価です。

結論として、変圧器油のグレードは、複数の特性に基づく複雑な概念です。これらのグレードとその影響を理解することは、特定の変圧器用途に適したオイルを選択し、電力変圧器の効率的で信頼性の高い動作を確保し、最終的には電力網の安定性を確保するために不可欠です。